Prensip: Karbon farkındalığı
Bu videonun içeriği hala geçerlidir, ancak Green Software Foundation'ın ilke yeniden numaralandırması nedeniyle ilke numaraları farklı olabilir.
Karbon farkındalığı
Elektriğin tamamı aynı şekilde üretilmez. Farklı konumlarda ve zamanlarda, değişen karbon emisyonlarına sahip çeşitli kaynaklar kullanılarak elektrik yapılmaktadır. Rüzgar, güneş veya hidroelektrik gibi bazı kaynaklar, karbon salınımına neden olmayan yenilenebilir ve temiz kaynaklardır. Diğer fosil yakıt kaynakları, elektrik üretmek için farklı miktarlarda karbon yayar. Örneğin gaz yakıtlı elektrik santralleri, kömür yakıtlı elektrik santrallerinden daha düşük karbon salınımına sahiptir.
Karbon Yoğunluğu
Elektriğin karbon yoğunluğu, tüketilen elektriğin kilowatt saati başına kaç karbon (CO₂eq) emisyonu üretildiğini gösteren bir ölçüdür.
Standart karbon yoğunluğu birimi, kilowatt-saat başına , veya gram karbondur gCO₂eq/kWh.
Bilgisayarınız doğrudan bir hidroelektrik santraline takılıysa, tükettiği elektrik karbon yoğunluğuna zero gCO₂eq/kWhsahip olacaktır. Hidroelektrik santraller elektrik üretimi sırasında karbon salınımına neden olmaz. Ancak çoğu insanın doğrudan bu hidroelektrik santrallerine bağlanma olanağı yoktur. Bunun yerine insanlar, farklı miktarlarda karbon salınımına sahip olan kaynaklardan gelen elektriğin dağıtıldığı elektrik şebekelerine bağlanır. Bu nedenle, bir kılavuza takıldığında karbon yoğunluğunuz genellikle sıfırdan fazladır.
Karbon yoğunluğundaki değişkenlik
Karbon yoğunluğu konuma göre değişir, çünkü bazı bölgelerde diğerlerinden daha temiz enerji kaynakları içeren bir enerji karışımı vardır.
Karbon yoğunluğu ayrıca yenilenebilir enerjinin doğası gereği zaman içinde de değişir. Örneğin bulutlu olduğunda veya rüzgar esmiyorsa karbon yoğunluğu artar çünkü karışımınızdaki elektriğin sayısı karbon yayan kaynaklardan gelir.
Elektrik talebi gün boyunca değişir ve arzın bu talebi karşılaması gerekir. Bu tedarik kaynaklarının bazılarının ürettiği gücü kontrol etmek daha kolaydır. Örneğin termik santrallerde daha az kömür yakılabilir. Bu tedarikin bir kısmı ürettiği gücü kolayca kontrol altına alamıyor; örneğin, bir rüzgar çiftliği rüzgarın ne kadar esebileceğini denetleyemez ve temelde ücretsiz olarak yapılmış olan elektriği atabilir (kuyruk) atabilir.
Enerji pazarlarının çalışma şeklinin bir yan üretimi olarak, elektriğe olan talep azladıkça, normalde yüksek oranda yayılan fosil yakıt kaynakları ilk önce geri ölçeklendirilir ve yenilenebilir kaynaklar en son ölçeklendirilir.
Uygulamalarınızda tüketilen elektrik miktarını azaltmak, yerel şebekenin enerji karışımındaki karbon yoğunluğunu azaltabilir.
Marjinal karbon yoğunluğu
Genellikle marjinal enerji santrali, gaz türbini gibi elektrik talebindeki değişikliklere hızlı tepki verebilen bir sistemdir.
Daha fazla enerji tüketirseniz, bu enerji marjinal enerji santralinden gelir. Ancak rüzgar türbini veya güneş hücreleri olamaz, çünkü daha fazlasını üretmelerini emredemezsiniz.
O enerji santrali, çıkış yaptığı enerjiyi kontrol edebilir. Yenilenebilir enerjiler güneşi veya rüzgarı kontrol altına alamıyor, bu nedenle marjinal enerji santralleri genellikle fosil yakıtlarla güçlendiriliyor.
Marjinal bitki karbon yayar ve her an, şebekedeki enerji karışımının karbon yoğunluğuna ve yeni talebi karşılamak için çevrimiçine alınması gereken enerjinin karbon yoğunluğuna sahibiz. Buna marjinal karbon yoğunluğu denir.
Fosil yakıtlı enerji santralleri nadiren sıfıra ulaşır; en düşük işlev eşiğine sahiptir. Bazıları ölçeklendirmez ve tutarlı, her zaman açık temel yük olarak kabul edilir. Bu nedenle, bazen para maliyeti olan bir yakıtla yapılan fosil yakıtlı enerji santrallerinden gelen enerjiyi ücretsiz tüketebilmek için oluşturduğumuz yenilenebilir enerjiyi attığımız (frenk) yenilenebilir enerjiyi attığımız makul olmayan senaryoya ulaşabiliriz.
Yeni bir yük, aksi takdirde azaltılacak yenilenebilir bir kaynaktan gelen tedarikle karşılanacaksa, marjinal karbon yoğunluğu olur zero gCO₂eq/kWh.
Elektriğin marjinal karbon yoğunluğunun olduğu zero gCO₂eq/kWhanlar vardır. Bu zamanlarda işlem çalıştırılırsa elektrik tüketiminden karbon salınması olmaz.
Talep kaydırma
Şu anda elektrik şebeke sistemlerinde depolama veya arabelleğe alma konusunda çok az yol vardır. Elektrik tedariki genellikle talebi sürekli karşılayacak şekilde gerçekleştirilir. Yenilenebilir enerjiden talebi desteklemek için gerekenden daha fazla enerji üretiliyorsa ve tüm depolama seçeneklerimiz doluysa, bu temiz enerjiyi ortadan kaldırırız (çöpe atarız). Çözümlerden biri, iş yüklerini daha yenilenebilir enerji kaynağı olan zamanlara ve konumlara kaydırmaktır. Bu da talep kaydırma olarak adlandırılan bir kavramdır.
İş yüklerini ne zaman ve nerede çalıştırdığınız konusunda esnek olabilirseniz, karbon yoğunluğu az olduğunda elektriği tüketebilir ve karbon yoğunluğu yüksek olduğunda duraklatabilirsiniz. Örneğin, makine öğrenmesi modelini farklı bir zamanda veya çok daha düşük karbon yoğunluğuna sahip bir bölgede eğitin.
Bir hesaplama parçasına CO₂ rakamı koyma gibi çalışmalar, bu eylemlerin şebekeyi destekleyen yenilenebilir enerji sayısına bağlı olarak karbon emisyonlarını %45 ile %99 oranında azaltabileceğini göstermiştir.
Uygulamanıza uçtan uca bakın, iş yükleriyle ilgili esnek olma fırsatlarını belirleyin ve bu iş yüklerinin ne zaman veya ne zaman çalıştırılıp çalıştırılmadığının sinyalini vermek için elektriğin karbon yoğunluğunu kullanın.
Karbon yoğunluğunu hesaplama
Farklı elektrik şebekelerinin güncel karbon yoğunluğuyla ilgili gerçek zamanlı verilere ulaşmanıza olanak tanıyan birçok farklı hizmet vardır. Bazıları gelecekteki karbon yoğunluğuna ilişkin tahminler sağlarken, bazıları marjinal karbon yoğunluğunu verir.
Karbon Yoğunluğu API'si: Birleşik Krallık'ta karbon yoğunluğu verileri için ücretsiz kaynak
Elektrik Haritası: Ticari olmayan tek ülke/bölge kullanımı için ücretsiz, ticari ve çok ülkeli/bölgeli erişim için premium çözümler
WattTime: Tek bir şebeke bölgesi için ücretsiz, çoklu şebeke için premium çözümler ve gerçek zamanlı marjinal emisyonlar
Talep kaydırma , karbon yoğunluğunun daha az olduğu bölgelere veya zamanlara işlem taşıma stratejisidir; ya da yenilenebilir elektrik tedarikinin yüksek olduğu durumlarda başka bir şekilde ifade etmek gerekirse.
Talep şekillendirme de benzer bir stratejidir ancak burada talebi farklı bir bölgeye veya zamana kaydırmak yerine talebin var olan tedarikle eşleştirilmesi sağlanır.
Yenilenebilir enerji arzı yüksekse talebi artırın (uygulamalarınızda daha fazlasını yapın); arz düşükse talebi azaltın (uygulamalarınızda daha az işlem yapın).
Bu kavram için harika bir örnek, video konferans yazılımıdır. Mümkün olan en yüksek kalitede sürekli akış yapmak yerine, genellikle sese öncelik vermek için video kalitesini azaltarak talebi şekillendirirler.
Bir diğer örnek de TCP/IP protokolüdür. Aktarım hızı, kablo üzerinden yayınlanabilecek veri miktarına yanıt olarak artar.
Üçüncü bir örnek de web üzerindeki aşamalı iyileştirmedir. Web deneyimi, son kullanıcının cihazının kaynaklarına ve bant genişliğine bağlı olarak iyileştirilir.
Karbona duyarlı ve karbon açısından verimli kavramları arasındaki farklar
Karbon verimliliği son kullanıcı açısından saydam bir durum olabilir. Karbonu kullanışlı işlevlere dönüştürürken her düzeyde daha verimli olurken, kullanıcı deneyimini aynı tutabilirsiniz.
Ancak bazı noktalarda saydam bir şekilde karbon açısından daha verimli olmak yeterli değildir. Bir uygulamayı hemen çalıştırmanın karbon maliyeti çok yüksek olduğunda karbon emisyonlarını düşürmek için kullanıcı deneyiminde değişiklik yapılabilir. Kullanıcının, uygulamanın farklı bir şekilde çalıştığının farkında olması uygulamanın karbona duyarlı olduğunu gösterir.
Talep şekillendirme karbon kullanan uygulamalar karbon tedariki ile ilgilidir. Uygulamanızı çalıştırmanın karbon maliyeti yüksek olduğunda talebi karbon tedarikine uyacak şekilde şekillendirin. Bunu otomatik olarak gerçekleştirebilir veya kullanıcının bir seçim yapmasını isteyebilirsiniz.
Talep şekillendirme, daha geniş bir sürdürülebilirlik kavramı olan tüketimi azaltmayla bağlantılıdır. Kaynaklarda daha verimli hale getirerek çok şey elde edebiliriz, ancak bir noktada daha az tüketmemiz gerekir. Sürdürülebilir Yazılım Mühendisleri olarak karbon açısından verimli olmak, karbon yoğunluğu yüksek olduğunda talep değiştiren işlem yerine iptal etmeyi ve böylece uygulamamızın son kullanıcılarımızın beklentilerini azaltmayı göz önünde bulunduracağımız anlamına gelir.
Ekonomik modlar
Eko modlar genellikle hayatta kullanılır; örneğin, arabalarda veya çamaşır makinelerinde. Bu mod etkinleştirildiğinde cihazlar aynı görevi gerçekleştirmek için daha az kaynak (gaz/elektrik) kullandığından performansta değişiklik olur. Maliyetsiz değildir (aksi takdirde, her zaman eko modları seçerdik), bu nedenle dengeleri sağlarız. Bu fedakarlıklar nedeniyle ekonomik modlar neredeyse her zaman kullanıcıya bir seçenek olarak sunulur ve bu modu seçerek fedakarlıkta bulunma kararını kullanıcı verir.
Yazılım uygulamaları, devreye girdiklerinde uygulama davranışını potansiyel olarak iki şekilde değiştiren eko modlara da sahip olabilir:
Zeka: Kullanıcılara bilinçli kararlar vermek için bilgi verme.
Otomatik: Uygulama, karbon emisyonlarını azaltmak için otomatik olarak daha agresif kararlar alır.